본 논문에서는 디지털 교과서를 활용한 자기주도 문제해결학습 모형을 제안한다. 이 모형은 디지털 교과서를 활용한 수업에 대한 선행 연구 분석을 통해 디지털 교과서를 이용했을 때의 장점을 극대화하는 방향으로 설계되었다. 디지털 교과서를 활용했을 때 학습의 주도권이 교사에서 학생으로 넘어올 수 있도록 학생들이 디지털 교과서를 통해 제공되는 자료를 ICT 도구를 활용해 스스로 분석 정리하고 이러한 일련의 활동을 통해 학생들이 공부하는 방법을 자연스럽게 깨우치도록 하는 데 이 모형의 궁극적인 목적이 있다. 위와 같은 디지털 교과서를 활용한 자기주도 문제해결학습 모형을 학교 수업에 적용했을 때 기대되는 효과로는 문제해결력 향상, 학습에 대한 능동성 강화, 학습동기 증진, 수준별 학습 가능 등이 있다.
이 연구에서는 2009 개정 교육과정에 따른 교과서에서 제시하고 있는 이온 화합물의 설명 개념과 모형을 분석하고, 학생들이 이온 화합물에 대해 어떻게 이해하고 있는지 설문 검사하였다. 교과서 분석은 중학교 과학2 교과서 9종과 고등학교 화학 I과 화학 II 교과서 4종을 대상으로 하였고, 설문 검사는 중학교 2학년, 고등학교 1~3학년 학생 194명을 대상으로 실시하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 교과서 내용 분석 결과, 이온 화합물을 설명할 때 사용한 과학적 개념과 이를 표현하는 모형은 교과서 마다 차이가 있었다. 이온 화합물의 정의에서는 정전기적 인력, 강한 결합, 규칙적 배열, 결합비의 개념 중 몇 가지를, 이온 화합물의 성질에서는 녹는점, 부서짐, 용해, 전기 전도성 중 몇 가지를 선택적으로 제시하였다. 또한 설명 없이 모형만 제시하거나 설명만 하고 모형은 제시하지 않은 경우도 있었다. 이러한 차이는 중학교 과학2 교과서에서와 같이 이온 화합물에 대한 별도의 성취기준이 없는 경우와 결합비나 용해와 같이 학년별로 동일한 개념을 반복하여 다룰 때 더 크게 나타났다. 둘째, 이온 화합물에 대한 학생 설문 분석 결과, 이온의 형성 과정과 결합비를 설명할 때 과학적 개념을 잘 적용하지 못하였고 모형으로 표현하는 것을 어려워하였다.
이 연구의 목적은 창의적 문제해결력을 기르는 초등학교 실과 교과서 개발 모형을 개발하였고 2007 개정 교육과정에 터한 창의적인 문제해결력을 기르는 실과 교과서 '생활 속의 전기 전자' 단원을 개발하였다. 이 연구에서 개발된 창의적 문제해결력을 기르기 위한 초등학교 실과 교과서 개발 모형은 다음과 같다. 첫째, 실과 교과서 개발 모형은 연구개발형 교과서로 기획준비 단계, 연구 개발 단계, 집필 편찬 단계, 심의 평가 단계로 구성되었다. 둘째, 실과 교과서 개발 모형의 집필 편찬 단계의 타당성이 4.21로 가장 높았고, 연구 개발단계의 타당성의 평균이 4.14로 그 다음이며, 교과서 개발 단계 중에서는 심의 평가단계의 타당성의 평균이 3.50으로 가장 낮았다. 교과서 개발 모형의 준비 단계에서는 실과 교과서를 개발하는 데 있어 요구 분석과 개발 계획을 수립하는 단계이다. 둘째, 연구 개발 단계는 외국의 실과 교육을 분석하고 학교 현장의 실태를 분석하여 교과서 집필 지침을 마련하는 단계이다. 셋째, 집필 편찬 단계에서는 실과 교과서 집필세목을 확정하고 단원별 실과 교과서를 집필하는 단계이다. 단원별 원고를 집필하며 삽화 및 사진을 구성하고 집필진 협의회를 통하여 원고본을 반복적으로 수정하고 보완하는 단계이다. 넷째, 심의 평가 단계에서는 현장의 교사와 학생을 대상으로 타당도를 검증하는 단계이다. 이 연구는 2007 개정 교육과정에 터한 창의적 문제해결력을 기르는 실과 교과서 '생활 속의 전기 전자' 단원을 개발하였다.
디지털 교과서는 다양한 상호작용을 통하여 학습자의 특성과 수준에 적합한 학습을 가능하게 하는 교수학습 자료이다. 이 연구에서는 초등 과학 수업에서 디지털 교과서를 보다 효과적으로 활용할 수 있는 수업모형을 개발하고 그 효율을 확인하고자 한다. 초등 과학 수업에서 학습자들의 완결학습을 도와주기 위한 수업모형은 출발점 행동 진단과 피드백, 자기주도적 학습 환경 구축 그리고 학습자의 학습을 돕는 교사, 학생, 디지털 교과서와의 상호작용이 필요하다. 이러한 특징을 반영한 디지털 교과서 활용 수업모형은 준비단계, 실행단계, 다지기단계로 구성하였다. 준비단계에서 학습자는 디지털 교과서를 이용한 진단평가 결과에 따라서 제공되는 수준별 피드백 자료를 통해 출발점 행동을 보완하고 학습 활동에 대한 흥미를 유지한다. 실행단계에서 학습자는 디지털 교과서의 다양한 기능과 여러 형태의 자료를 활용하여 자기 주도적으로 학습을 진행한다. 다지기단계에서 학습자는 교사가 구성한 다지기 영상 및 다지기 문제 풀이 활동 그리고 학습자가 커뮤니티에 누적해 놓은 결과물을 재확인함으로써 학습내용을 내면화할 수 있다. 개발한 수업모형의 효과를 확인하기 위해서 초등 과학 5학년 2학기 '날씨와 우리 생활' 단원을 선정하여 수업자료를 제작하여 초등학교 5학년 101명을 대상으로 실험을 설계하였다. 실험집단 50명에게는 개별적으로 스마트기기를 제공하여 디지털 교과서 활용 수업모형을 적용한 수업을 실시하였고, 비교집단 51명은 서책형 교과서를 활용한 수업을 실시하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 디지털 교과서 활용 수업모형을 적용한 수업은 서책형 교과서를 활용한 수업에 비해 학업 능력이 낮은 집단의 학업성취도 향상에 유의미한 효과가 있었다. 둘째, 디지털 교과서 활용 수업모형을 적용한 수업은 서책형 교과서를 활용한 수업보다 학습자의 자기주도적 학습 태도 향상에 효율적이었다. 셋째, 디지털 교과서 활용 수업모형을 적용한 수업에서는 서책형 교과서를 활용한 수업보다 학습자, 교사, 디지털 교과서와의 상호작용 횟수가 많았다. 결론적으로 이 연구에서 개발한 초등 과학 수업에서의 디지털 교과서 활용 수업모형은 학습자의 학업성취도와 자기주도적 학습 태도를 향상시키는데 도움이 되었다.
본 연구는 디지털 교과서를 수용하는데 영향을 미치는 변인들과 그 구조를 규명하고자 수행되었다. 교사들의 혁신성에 근거하여 디지털 교과서의 수용 전략을 수립하기위해서 캐즘 이론을 검토하고, 디지털 교과서 등 교수매체 수용의 의사결정을 설명하는 정보기술수용모형을 본 연구에 적용하였다. 캐즘이론과 정보기술수용 모형을 토대로 조사도구를 제작하였으며, 신뢰도 및 타당도 검증을 거쳐 혁신성, 지각된 유용성, 지각된 사용용이성, 사용의도 간의 인과적 관계 검증을 수행하였다. 구조방정식(SEM)을 사용하여 본 연구의 구조모형을 검증한 결과 지각된 사용용이성은 지각된 유용성에 직접적인 영향을 미쳤고, 사용의도에는 간접적인 영향을 미쳤으며, 지각된 유용성은 사용의도에 직접적인 영향을 미친 것으로 나타났다. 이러한 연구결과는 디지털 교과서 수용을 위한 전략 수립에 구체적인 시사점을 준다. 즉, 디지털 교과서의 일반학교 도입은 보다 신중하게 검토되어야 하며, 인터페이스의 개선과 같은 사용 용이성보다는 디지털교과서의 유용성에 초점을 맞추는 정책적 노력이 필요하다는 것이다.
정보 사회의 급속적인 발달로 인해 컴퓨터 교과가 독자적인 교과로 채택되어야 하는 필요성이 높아지고 있다. 현재 사용하고 있는 초등학교 컴퓨터 교과서는 기능위주의 교과서로 구성되어 있어서 독립교과로서의 컴퓨터 교과서로는 사용하기 어렵다. 따라서 본 고에서는 독립교과로서의 컴퓨터 교과서의 새로운 단원 구조를 제시해보고 그 예시안을 제안하며, 컴퓨터 교과서의 형태 측면에서 보조교과서의 형태 방향과 e-textbook의 형태 방향을 제안하였다.
컴퓨터와 통신의 발달은 멀티미디어 개발 및 보급에 기여하였으며, 특히 인쇄매체를 대체하고 '전자'화된 전자교과서 시대를 열었다. 그리하여 그 동안 많은 전자교과서 모형 설계 및 개발이 이루어져 왔으며, 그 효과 또한 입증 된 바 있다. 따라서 본 논문에서는 전자교과서의 이점을 살려 초등학교 특별활동 의식행사 활성화에 기여하고자 한다. 현행 초등학교에서 특별활동 일환으로 실시되고 있는 의식행사는 '교과교육 외의 활동'으로 취급 되어 지면서, 교과서 없이 지도서만 가지고 형식적이고 한시적인 내부계획에 따라 진행 되었다. 이에 초등학교 특별활동 의식행사 전자교과서 모형 개발을 제안한다. 이 모형은 학습자로 하여금 다양한 멀티미디어 자료 학습을 통해 흥미와 관심을 갖고 의식행사에 참여할 수 있게 설계 하였으며, 기존의 전자교과서 기능에서 전자노트 기능을 추가하였다. 또한 교수자 측면에서는 전자교과서를 쉽고 간단하게 학습에 적용시킬 수 있도록, 학습모형에 기반 하여 설계함은 물론, 학습자료 구성하기 및 훈화자료 만들기 시스템을 통해 전자교과서의 활용 폭을 넓혔다.
동기는 학생들의 흥미를 유발시키고 학습을 지속시켜 줄 수 있는 가장 큰 원동력이 며, 교과서에서 이러한 학습 동기를 어떠한 방법으로 유발시키고 있는지를 살펴보는 일은 유의미한 분석이 될 것이다. 본 연구는 2007 개정 7학년 8종 교과서가 어떠한 유형들로 학생들의 동기유발을 촉진시키고 있는지를 Keller의 ARCS 모형을 통해 적용하여 보았다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 2007 개정 8종 교과서별로 동기유발 요소를 분석한 결과 각각의 교과서에 A1~R3까지의 분석 요소들을 영역별로 다양하게 사용하였다. 둘째, 교과서의 영역별로는 본시 학습 부분에서 가장 많은 동기유발 요소들이 사용되었고 그 다음으로는 도입부, 단원 마무리 순으로 동기유발 요소들이 사용 되었다. 셋째, 교과서를 Keller의 ARCS 모형의 동기유발 요소별로 분석한 결과 주의집중(A) 요소에서는 교과서의 모든 영역에서 A1(지각적 각성) 전략과 관련성(R) 요소에서는 R3(친밀성) 전략을 가장 많이 사용하였다.
교육부의 교과서 기획과(2014. 4. 17.)에서는 2015 개정 교육과정에 맞춰 별도의 참고서를 필요하지 않고 학습자 스스로 학습이 가능한 시범 교과서의 개발을 추진하였다. 또한 가급적 핵심성취기준을 중심으로 융합형 소재를 수반하는 쉽고 재미있는 내용으로 구성하되, 중등학교의 경우 중학교의 자율학기제에 맞춰 중학교 1~2학년 중에서 한 개 단원을 선정하여 시범적으로 개발할 것을 요청하였다. 이처럼 본 연구팀은 교육부의 교과서 기획과의 지원 및 요청에 따라 중학교 1학년 2학기에 다뤄지는 '평면도형', 즉 다각형과 부채꼴 내용을 선정하고, 다음과 같은 연구 내용 및 절차에 따라 교과서 시범 단원을 개발하였다. 우선적으로 자기 주도적 학습 지원 교과서의 의미와 일반 모형을 탐색하고, 이를 토대로 수학 교과에 부합하는 자기 주도적 학습 지원 교과서 모형을 마련하고자 하였다. 이 모형에 근거하여 시범 교과서의 단원 체제 및 요소를 선정하여 시범 단원을 개발하였으며, 외부 전문가들의 두 차례에 걸친 서면검토를 실시하여 시범 단원을 수정 보완하여 완성하였다. 끝으로, 본 고에서는 수업 시간에 사범 단원을 효율적으로 운영하고 활용하는 방안을 교사와 학생으로 구분하여 해당 역할을 제시하였다.
2007개정 과학과 교육과정에 따른 중학교 1학년 과학 교과서 11종을 대상으로, '물질 영역'에 속하는 '물질의 세 가지 상태', '분자의 운동', '상태변화와 에너지'라는 세 단원에 제시된 모형의 유형 및 특성을 조사하고 과학적 모형 분석틀을 개발하였다. 연구를 통해 개발되어진 과학적 모형 분석틀은 표상 양식과 표상의 속성으로 나누어져있으며, 표상 양식은 활동 모형, 비유적 모형, 상징적 모형, 이론적 모형으로 분류하고, 표상의 속성은 정적 모형과 동적모형으로 분류하였다. 개발되어진 과학적 모형 분석틀을 가지고 교과서에서 사용되고 있는 모형의 유형과 빈도수를 분석하였다. 연구 결과, 표상 양식에서는 활동 모형과 비유적 모형이 가장 많이 사용되었고, 표상의 속성에서는 동적 모형이 많이 사용되고 있었다. 물질 영역에서는 입자 개념을 다루며 학생들이 일상생활에서 접하는 거시적인 현상들을 분자의 배열이나 운동과 같은 미시적 관점으로 이해하는 것을 목표로 하고 있다. 이 연구의 결과는 현 교과서들에 나타난 과학적 모형 사용의 제한점과 바람직한 방향을 모색하게 할 뿐 아니라, 앞으로 집필되어질 교과서와 수업을 구성하는데 유용한 정보를 제공해 줄 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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